第十一篇、基于Arduino uno，获取单个按键的输入信号（滤波消抖）——结果导向_arduino按键消抖

0、结果

说明：先来看看串口调试助手显示的结果，当按下按键的时候，按一次会打印一次按键被按下。如果是你想要的，可以接着往下看。

 1、外观

说明：虽然每个型号的按键形态各异，但是原理和代码都是适用的，只要能保证按下导通，不按下不导通就行。

 2、连线

说明：只需要连接两根线，一端和另一端需要保证按下导通，不按下不导通。

• uno————按键
• GND--------------按键一端
• D2--------------按键另一端

下面的图是多个按键的，但是连接方式和单个的是一样的，可以参考。

3、源程序

说明：对按键进行了消抖，基本上不会存在误触发的可能，并将对应功能进行函数化，方便移植。

/****************************************按键 part****************************************/
/*
  接线：
  按键一端接GND，一端接D2，能保证按下导通，不按下不导通就行。
*/
#define startButton   2                                             //按钮
#define buttonON      LOW                                           //按钮按下时为低电平
 
struct Button {
  int buttonState = !buttonON;                                      //按钮状态变量，与按钮按下时的状态取反
  int lastButtonState = !buttonON;                                  //按钮状态初始化，与按钮按下时的状态取反
  long lastDebounceTime = 0;                                        //记录抖动变量
  long debounceDelay = 30;                                          //抖动时间变量
  bool flag = false;                                                //按钮flag
};
const int buttonPins[1] = {startButton};
Button button, buttons[1];                                          //新建1个按钮
/****************************************set up and loop part*********************************/
void setup() {
  Serial.begin(9600);                                               //初始化串口，波特率为9600
  initButtons();                                                    //初始化所有按键串口
}
void loop() {
  getButton(startButton);                                          //适用于单个按钮
}
/****************************************按键 part****************************************/
/*初始化按键串口*/
void initButtons() {
  pinMode(startButton, INPUT_PULLUP);                              //适用于单个按钮
}
/*读取按键的状态*/
void getButton(int _buttonPin) {
  int reading = digitalRead(_buttonPin);                           //读取状态
  if (reading != button.lastButtonState) {                         //如果状态改变
    button.lastDebounceTime = millis();                            //更新时间
  }                                                                //如果等待大于debounceDelay
  if ((millis() - button.lastDebounceTime) > button.debounceDelay) {
    if (reading != button.buttonState) {                           //读取状态不等于按钮状态
      button.buttonState = reading;                                //更新状态
      if (button.buttonState == buttonON) {                        //判断按钮是否真的按下
        Serial.println("button is pressed");                       //输出按钮按下的文字
        button.flag = true;                                        //按钮flag为真
      }
      else {
        button.flag = false;                                       //按钮flag为假
      }
    }
  }
  button.lastButtonState = reading;                                //更新last状态
} 

4、注意事项

说明：按键有四个引脚或者三个引脚，四个引脚的按键，两个引脚挨得近的是不按下不导通，按下导通；如果是三个引脚的，随便接两个引脚就行。

5、基本原理

       在按键被按下时使得电路闭合，从而触发相应的程序操作。按键通常由两个部分组成：一个是用于连接电路的接点（也称为触点或固定触点），另一个是用于控制接点状态的弹簧式机构（也称为活动触点）。
        当按键未被按下时，接点处于断开状态，此时电路不通，无法传递电信号。当按键被按下时，机械结构将弹簧压缩，使活动触点与固定触点接触，从而形成闭合电路。在这个过程中，电流可以沿着闭合的电路流通，达到控制相应程序操作的目的。
        在Arduino中，按键的工作流程主要包括两个阶段：输入和处理。在输入阶段，当按键被按下时，Arduino会读取对应的数字或模拟输入引脚的电压状态，并将其转换为高或低电平信号。在处理阶段，Arduino根据输入信号的状态进行相应的判断和操作，如执行特定函数、调用模块等操作。

6、消抖的方法

        采用软件消抖的原理是通过编程实现，在按键被按下后，通过程序进行一定的处理和判断，使得系统仅响应有效的按键操作，避免因按键抖动等原因产生误触发现象。
        具体来说，软件消抖的原理主要包括以下几个步骤：

1. 读取按键状态：首先需要读取按键状态，即检测输入引脚的电平是否发生变化（从高电平到低电平）。可以使用Arduino中的digitalRead函数实现该功能。

2. 延时消抖：当检测到按键状态发生变化时，需要延时一段时间，以等待按键抖动消除。可以使用Arduino中的delay函数或借助定时器实现延时功能。

3. 再次读取按键状态：在延时结束后，需要再次读取按键状态，并与之前的状态比较，以确定是否发生有效的按键操作。只有当两次读取的状态相同，且状态为低电平时，才表示发生了有效的按键操作。